2017年西藏山南二中高考物理三模试卷

2017年西藏山南二中高考物理三模试卷
一、选择题
1.(2017·山南模拟)核反应方程 Be+ He→ C+X中的X表示(  )
A.质子 B.电子 C.光子 D.中子
2.(2017·山南模拟)如图所示,平行板电容器的A板带正电,与静电计上的金属球相连;平行板电容器的B板和静电计的外壳均接地.此时静电计指针张开某一角度,则以下说法中正确的是(  )
A.在两板间插入介质板,静电计指针张角变大
B.在两板间插入金属板,(金属板与A,B板不接触)静电计指针张角变大
C.B板向右平移,静电计指针张角变大
D.B板向上平移,静电计指针张角变大
3.(2017·山南模拟)如图所示,用一根长为L的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧,小球A处于静止,则需对小球施加的最小力等于(  )
A. mg B. mg C. mg D. mg
4.(2017·山南模拟)如图所示,甲是某质点的位移﹣时间图象,乙是另一质点的速度﹣时间图象,关于这两图象,下列说法中正确的是(  )
A.由图甲可知,质点做曲线运动,且速度逐渐增大
B.由图甲可知,质点在前10s内的平均速度的大小为4m/s
C.由图乙可知,质点在第4s内加速度的方向与物体运动的方向相同
D.由图乙可知,质点在运动过程中,加速度的最大值为7.5m/s2
5.(2017高二下·怀仁期末)如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后(  )
A.两者的速度均为零
B.两者的速度总不会相等
C.盒子的最终速度为 ,方向水平向右
D.盒子的最终速度为 ,方向水平向右
6.(2017·山南模拟)如图所示,圆a和椭圆b是位于地球赤道平面上的卫星轨道,其中圆a是地球同步轨道,现在有A、B两颗卫星分别位于a、b轨道运行,且卫星A的运行方向与地球自转方向相反,已知A、B的运行周期分别为T1、T2,地球自转周期为T0,P为轨道b的近地点,则有(  )
A.卫星A是地球同步卫星 B.卫星B在P点时动能最大
C.T0=T1 D.T1<T2
7.(2017高二上·新疆期末)在如图所示的电路中,闭合开关K后,当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时(  )
A.A1的示数增大,V的示数减小 B.A1的示数减小,A2的示数增大
C.A2的示数增大,V的示数增大 D.A1的示数增大,A2的示数增大
8.(2017·山南模拟)如图所示,两根等高光滑的 圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始,在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处,则该过程中(  )
A.通过R的电流方向为由内向外 B.通过R的电流方向为由外向内
C.R上产生的热量为 D.流过R的电量为
二、解答题
9.(2017·山南模拟)某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律,它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门,然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球,下落中小球球心经过两光电门的细光束,光电门显示的遮光时间分别为t1、t2.
(1)为验证机械能守恒定律,它还必须测出的物理量有
A.小球的质量m
B.小球的直径D
C.两光电门中心的距离L
D.小球在两光电门中心间运动的时间△t
(2)为验证机械能守恒定律,需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量△Ep与小球增加的动能△EK是否相等,若运用所测物理量及相关常量表示,则△Ep=   ;△EK=   .
(3)为减小实验误差,对选择小球的要求是   .
10.(2017·山南模拟)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻r=0.3Ω
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器1:0~10Ω,2A
G.滑动变阻器2:0~100Ω,1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择   ,电压表选择   ,滑动变阻器选择   .
(2)实验电路图应选择如图中的   (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U﹣I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=   V,内电阻r=   Ω.
11.(2017·山南模拟)如图所示,QB段是半径为R=1m的光滑圆弧轨道,AQ段是长度为L=1m的粗糙水平轨道,两轨道相切于Q点,Q在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内.物块P的质量m=1kg(可视为质点),P与AQ间的动摩擦因数μ=0.1,若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道,到C点又返回A点时恰好静止.(取g=10m/s2)求:
(1)v0的大小;
(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力.
12.(2017·山南模拟)如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、场区宽度为L.在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B未知,圆形磁场区域半径为r.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力可忽略不计.求:
(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间.
13.(2017·山南模拟)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其P﹣T图象如图所示.下列判断正确的是(  )
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D.a,b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
14.(2017·山南模拟)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T0,现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了 ,若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积.已知外界大气的压强始终保持不变、重力加速度大小为g.
15.(2017·山南模拟)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是(  )
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
E.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄
16.(2017·山南模拟)图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线.经0.2s后,其波形如图中虚线所示.设该波的周期T大于0.2s,求:
(1)由图中读出波的振幅和波长;
(2)如果波向右传播,波速是多大?波的周期是多大?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】解:设X的质子数为m,质量数为n,则有:4+2=m+6,9+4=12+n,所以m=0,n=1,即X为中子,故ABC错误,D正确.
故选:D.
【分析】根据核反应方程中的质量数和电荷数守恒判断出X的质子数和质量数,即可判断X是那种粒子.
2.【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】解:A、两板间插入介质板,由C=得知,电容C增大,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U减小,静电计指针张角变小.故A错误.
B、在两板间插入金属板,相当于板间距离减小,则由决定式可知,电容C增大,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U减小,静电计指针张角变小.故B错误.
C、B板向右平移,板间距离d减小,根据电容的决定式得知,电容增大,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U减小,静电计指针张角变小.故C错误.
D、B板向上平移,两极板正对面积减小,由电容的决定式C=得知,电容C减小,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U增大,静电计指针张角变大.故D正确.
故选:D.
【分析】静电计测定电容器板间电势差,根据电容的决定式分析电容的变化,再电容的定义式分析板间电压的变化,判断静电计指针张角的变化.
3.【答案】B
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】解:以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图,
根据作图法分析得到,当小球施加的力F与细绳垂直时,所用的力最小.
根据平衡条件,F的最小值为:
Fmin=Gsin30°=mg× = mg
故选:B.
【分析】小球A处于静止,受力平衡,分析受力情况,用作图法得出对小球施加的力最小的条件,再由平衡条件求出力的最小值.
4.【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解:A、运动图象反映物体的运动规律,不是运动轨迹,无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动,故A错误;
B、由图(1)可知,质点在前10s内的位移x=20﹣0=20m,所以平均速度 ,故B错误;
C、由图(2)可知,质点在第4s内加速度和速度都为负,方向相同,故C正确;
D、v﹣t的斜率表示物体运动的加速度,由图(2)可知,质点在运动过程中,加速度的最大值出现在2﹣4s内,最大加速度大小为a= ,故D错误.
故选:C
【分析】s﹣t图线与v﹣t图线只能描述直线运动,s﹣t的斜率表示物体运动的速度,斜率的正和负分别表示物体沿正方向和负方向运动.v﹣t的斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移.
5.【答案】D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】解:选物体与小车组成的系统为研究对象,由水平方向动量守恒得:
mv0=(M+m)v
所以:v= v0
v方向与v0同向,即方向水平向右.
故选:D
【分析】以物体与小车组成的系统为研究对象,水平方向不受外力作用,水平方向动量守恒,由于盒子内表面不光滑,最终两者具有共同的速度,运用动量守恒定律求解.
6.【答案】B,C
【知识点】万有引力定律及其应用;开普勒定律
【解析】【解答】解:A、卫星A的运行方向与地球自转方向相反,虽然周期为24h,但相对地面上的物体或观察者是运动的,故卫星A不是同步卫星,故A错误.
B、根据开普勒第二定律,近地点速度最大大,故动能最大,故卫星B在P点是动能最大.故B正确.
C、由于卫星A在同步卫星轨道上运动,故其周期等于地球的自转周期,即T0=T1,故C正确.
D、根据开普勒第三定律 ,则T1>T2,故D错误.
故选:BC.
【分析】卫星A的运行方向与地球自转方向相反,虽然周期为仍为地球的自转周期,但相对地面上的物体或观察者是运动的,故卫星A不是同步卫星.
根据开普勒第二定律,近地点速度最大大,故动能最大,根据开普勒第三定律 ,r越大,T越大.
7.【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】解:当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时,R1减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,所以可知A1的示数增大.电源的内电压增大,则路端电压即V的示数减小,通过R2的电流减小,则通过A2的电流增大.故A正确.
故选:AD
【分析】当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时,先分析变阻器接入电路的电阻如何变化,再分析外电路总电阻的变化,即可判断出干路电流的变化和路端电压的变化,根据路端电压的变化判断出通过R2的电流如何变化,结合干路电流的变化,分析通过R1的电流变化,即可知道两电表读数的变化情况.
8.【答案】B,C
【知识点】右手定则
【解析】【解答】解:A、由右手定则知道,cd切割产生的电流由c向d,则R中的电流由外向内,所以选项A错误.
B、由上述分析知,R中的电流由外向内,所以选项B正确.
C、金属棒做匀速圆周运动,把v0分解为水平速度v0cosωt 和竖直速度v0sinωt,只有水平速度切割磁感线产生感应电流,所以金属棒做匀速圆周运动,回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为Em=BLv0,电流的有效值I= ,从而产生的热量 ,所以选项C正确.
D、流过R的电量 ,所以选项D错误.
故选:BC
【分析】电阻R中电流方向由右手定则判断,A、B两者选其一.R上的热量用有效值计算,做匀速圆周运动的水平切割速度为v0cosωt,由此判断出导体产生的电流是余弦交流电,所以有效值为最大值的0.707,这样由焦耳定律就能求出热量.电量的计算用平均值方法求得为 ,这样D选项就很容易判断.
9.【答案】(1)B;C
(2)mgL;
(3)质量较大,直径较小,外表光滑
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解:(1)若想验证小球的机械能守恒,需测量的物理量有:两光电门间的高度,及两光电门点的瞬时速度,根据平均速度等于瞬时速度,则需要测量球的直径,从而求得球通过两光电门的瞬时速度,而对于质量,等式两边可能约去,而在两光电门中心间运动的时间是通过仪器读出,不需要测量,故BC正确,AD错误;(2)重力势能的减少量:△Ep=mgL,
利用匀变速直线运动的推论得动能的增量为:△Ek= mv22﹣ mv = ;(3)当阻力越小时,则实验误差越小,因此要选择质量较大,直径较小,外表光滑的小球;
故答案:(1)BC;(2)mgL, ;(3)质量较大,直径较小,外表光滑.
【分析】(1)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度,因此需要知道两光电门长度,及小球的直径,再根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式;(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度,然后根据动能、势能的定义进一步求得动能、势能的变化量;(3)选取质量较大,体积较小,则受到阻力较小.
10.【答案】(1)B;D;F
(2)甲
(3)1.50;0.7
【知识点】电磁学实验;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)干电池的电动势约为1.5V,故为了读数准确,电压表应选择D.内阻较小,为了准确测量内阻,选择已知内阻的电流表B; 滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F.(2)根据以上分析可知,电流表与电池串联,将电流表内阻等效为电源内阻,故电路图选择甲;(3)由U﹣I图可知,电源的电动势E=1.50V;
内电阻r+RA= ﹣RA= ﹣0.3=0.7Ω
故答案为:①B,D,F;②甲;③1.50,0.7.
【分析】(1)实验中要能保证安全和准确性选择电表;(2)本实验应采用电阻箱和电压表联合测量,由实验原理可得出电路原理图;(3)由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式,由数学关系可得出电动势和内电阻.
11.【答案】(1)解:物块P从A到C又返回A的过程中,由动能定理得:﹣μmg 2L=0﹣ mv02
代入数据解得:v0= =2m/s
(2)解:设物块P第一次刚通过Q点时的速度为v,在Q点轨道对P的支持力为FN,
由动能定理可得:﹣μmgL= mv2﹣ mv02
由牛顿第二定律得:FN﹣mg=m
代入数据联立解得:FN=12N
由牛顿第三定律可知,物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力大小为12N,方向竖直向下
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)在整个过程中由动能定理求的;(2)由动能定理求出到达Q点的速度,再由牛顿第二定律求的作用力;
12.【答案】(1)解:设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理有
qEL= mv2
解得:
(2)解:粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动,设其半径为R,因洛仑兹力提供向心力,
所以有qvB=
由几何关系得
所以
(3)解:设粒子在电场中加速的时间为t1,在磁场中偏转的时间为t2
粒子在电场中运动的时间t1= =
粒子在磁场中做匀速圆周运动,其周期为
由于∠MON=120°,所以∠MO'N=60°
故粒子在磁场中运动时间 t2=
所以粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间t=t1+t2= + = .
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】(1)设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理即可求解;(2)根据洛仑兹力提供向心力及几何关系即可求解;(3)粒子在电场中做匀加速,在磁场中做圆周运动,根据匀加速直线运动时间位移公式和圆周运动的周期公式即可解题.
13.【答案】A,D,E
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);理想气体的实验规律
【解析】【解答】解:A、由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A正确;
B、由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律△U=Q+W可知,气体吸热,故B错误;
C、由图象可知,ca过程气体压强不变,温度降低,由盖吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W>0,气体温度降低,内能减少,△U<0,由热力学第一定律可知,气体要放出热量,过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C错误;
D、由图象可知,a状态温度最低,分子平均动能最小,故D正确;
E、由图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故E正确;
故选:ADE.
【分析】由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体积如何变化,然后应用热力学第一定律答题.
14.【答案】解:设大气与活塞对气体的总压强为p,活塞横截面积为S,
气体末状态的压强p′=p+ ,体积V′=(h﹣ h)S= Sh,
由玻意耳定律得:pV=p′V′,
即:pSh=(p+ ) Sh…①
由①式得 = p…②
外界的温度变为T后,设活塞下表面相对于气缸底部的高度为h′,根据盖﹣吕萨克定律,得;
…③
解得h′= …④
气体最后的体积为V=h′S…⑤
联立②④⑤可得V=
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】气体先发生等温变化,然后再发生等压变化,由玻意耳定律与盖吕萨克定律求出气体的体积.
15.【答案】C,D,E
【知识点】光的全反射;光的双缝干涉
【解析】【解答】解:A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象.故A错误.
B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象.故B错误.
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象.故C正确.
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象.故D正确.
E、光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,由于波长变长,根据公式△x= λ,则干涉条纹间距变宽,故E正确;
故选:CDE.
【分析】光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,根据光的特性判断现象在应用中是否正确;光的双缝干涉实验中,则干涉条纹间距随着波长越长而变宽.
16.【答案】(1)解:由图可知,振幅:A=10cm;波长:λ=0.24m
(2)解:波向右传播,传播距离为18m,故波速为:
v= = m/s=0.9m/s
波在一个周期内匀速平移一倍的波长,故: T=t
故周期:T= t= ×0.2s= s≈0.27s
【知识点】横波的图象
【解析】【分析】(1)振幅为偏离平衡位置的最大距离,波长为相邻两个波峰的间距;(2)该波的周期T大于0.2s,故波0.2内传播的距离小于一倍波长,由图象得到波形平移的距离,根据v= 求解波速;
2017年西藏山南二中高考物理三模试卷
一、选择题
1.(2017·山南模拟)核反应方程 Be+ He→ C+X中的X表示(  )
A.质子 B.电子 C.光子 D.中子
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】解:设X的质子数为m,质量数为n,则有:4+2=m+6,9+4=12+n,所以m=0,n=1,即X为中子,故ABC错误,D正确.
故选:D.
【分析】根据核反应方程中的质量数和电荷数守恒判断出X的质子数和质量数,即可判断X是那种粒子.
2.(2017·山南模拟)如图所示,平行板电容器的A板带正电,与静电计上的金属球相连;平行板电容器的B板和静电计的外壳均接地.此时静电计指针张开某一角度,则以下说法中正确的是(  )
A.在两板间插入介质板,静电计指针张角变大
B.在两板间插入金属板,(金属板与A,B板不接触)静电计指针张角变大
C.B板向右平移,静电计指针张角变大
D.B板向上平移,静电计指针张角变大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】解:A、两板间插入介质板,由C=得知,电容C增大,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U减小,静电计指针张角变小.故A错误.
B、在两板间插入金属板,相当于板间距离减小,则由决定式可知,电容C增大,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U减小,静电计指针张角变小.故B错误.
C、B板向右平移,板间距离d减小,根据电容的决定式得知,电容增大,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U减小,静电计指针张角变小.故C错误.
D、B板向上平移,两极板正对面积减小,由电容的决定式C=得知,电容C减小,而电量Q不变,由电容的定义式C= 可知,板间电压U增大,静电计指针张角变大.故D正确.
故选:D.
【分析】静电计测定电容器板间电势差,根据电容的决定式分析电容的变化,再电容的定义式分析板间电压的变化,判断静电计指针张角的变化.
3.(2017·山南模拟)如图所示,用一根长为L的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧,小球A处于静止,则需对小球施加的最小力等于(  )
A. mg B. mg C. mg D. mg
【答案】B
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】解:以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图,
根据作图法分析得到,当小球施加的力F与细绳垂直时,所用的力最小.
根据平衡条件,F的最小值为:
Fmin=Gsin30°=mg× = mg
故选:B.
【分析】小球A处于静止,受力平衡,分析受力情况,用作图法得出对小球施加的力最小的条件,再由平衡条件求出力的最小值.
4.(2017·山南模拟)如图所示,甲是某质点的位移﹣时间图象,乙是另一质点的速度﹣时间图象,关于这两图象,下列说法中正确的是(  )
A.由图甲可知,质点做曲线运动,且速度逐渐增大
B.由图甲可知,质点在前10s内的平均速度的大小为4m/s
C.由图乙可知,质点在第4s内加速度的方向与物体运动的方向相同
D.由图乙可知,质点在运动过程中,加速度的最大值为7.5m/s2
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解:A、运动图象反映物体的运动规律,不是运动轨迹,无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动,故A错误;
B、由图(1)可知,质点在前10s内的位移x=20﹣0=20m,所以平均速度 ,故B错误;
C、由图(2)可知,质点在第4s内加速度和速度都为负,方向相同,故C正确;
D、v﹣t的斜率表示物体运动的加速度,由图(2)可知,质点在运动过程中,加速度的最大值出现在2﹣4s内,最大加速度大小为a= ,故D错误.
故选:C
【分析】s﹣t图线与v﹣t图线只能描述直线运动,s﹣t的斜率表示物体运动的速度,斜率的正和负分别表示物体沿正方向和负方向运动.v﹣t的斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移.
5.(2017高二下·怀仁期末)如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后(  )
A.两者的速度均为零
B.两者的速度总不会相等
C.盒子的最终速度为 ,方向水平向右
D.盒子的最终速度为 ,方向水平向右
【答案】D
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】解:选物体与小车组成的系统为研究对象,由水平方向动量守恒得:
mv0=(M+m)v
所以:v= v0
v方向与v0同向,即方向水平向右.
故选:D
【分析】以物体与小车组成的系统为研究对象,水平方向不受外力作用,水平方向动量守恒,由于盒子内表面不光滑,最终两者具有共同的速度,运用动量守恒定律求解.
6.(2017·山南模拟)如图所示,圆a和椭圆b是位于地球赤道平面上的卫星轨道,其中圆a是地球同步轨道,现在有A、B两颗卫星分别位于a、b轨道运行,且卫星A的运行方向与地球自转方向相反,已知A、B的运行周期分别为T1、T2,地球自转周期为T0,P为轨道b的近地点,则有(  )
A.卫星A是地球同步卫星 B.卫星B在P点时动能最大
C.T0=T1 D.T1<T2
【答案】B,C
【知识点】万有引力定律及其应用;开普勒定律
【解析】【解答】解:A、卫星A的运行方向与地球自转方向相反,虽然周期为24h,但相对地面上的物体或观察者是运动的,故卫星A不是同步卫星,故A错误.
B、根据开普勒第二定律,近地点速度最大大,故动能最大,故卫星B在P点是动能最大.故B正确.
C、由于卫星A在同步卫星轨道上运动,故其周期等于地球的自转周期,即T0=T1,故C正确.
D、根据开普勒第三定律 ,则T1>T2,故D错误.
故选:BC.
【分析】卫星A的运行方向与地球自转方向相反,虽然周期为仍为地球的自转周期,但相对地面上的物体或观察者是运动的,故卫星A不是同步卫星.
根据开普勒第二定律,近地点速度最大大,故动能最大,根据开普勒第三定律 ,r越大,T越大.
7.(2017高二上·新疆期末)在如图所示的电路中,闭合开关K后,当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时(  )
A.A1的示数增大,V的示数减小 B.A1的示数减小,A2的示数增大
C.A2的示数增大,V的示数增大 D.A1的示数增大,A2的示数增大
【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】解:当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时,R1减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,所以可知A1的示数增大.电源的内电压增大,则路端电压即V的示数减小,通过R2的电流减小,则通过A2的电流增大.故A正确.
故选:AD
【分析】当滑动变阻器R1的滑动片P向b端移动时,先分析变阻器接入电路的电阻如何变化,再分析外电路总电阻的变化,即可判断出干路电流的变化和路端电压的变化,根据路端电压的变化判断出通过R2的电流如何变化,结合干路电流的变化,分析通过R1的电流变化,即可知道两电表读数的变化情况.
8.(2017·山南模拟)如图所示,两根等高光滑的 圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始,在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处,则该过程中(  )
A.通过R的电流方向为由内向外 B.通过R的电流方向为由外向内
C.R上产生的热量为 D.流过R的电量为
【答案】B,C
【知识点】右手定则
【解析】【解答】解:A、由右手定则知道,cd切割产生的电流由c向d,则R中的电流由外向内,所以选项A错误.
B、由上述分析知,R中的电流由外向内,所以选项B正确.
C、金属棒做匀速圆周运动,把v0分解为水平速度v0cosωt 和竖直速度v0sinωt,只有水平速度切割磁感线产生感应电流,所以金属棒做匀速圆周运动,回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为Em=BLv0,电流的有效值I= ,从而产生的热量 ,所以选项C正确.
D、流过R的电量 ,所以选项D错误.
故选:BC
【分析】电阻R中电流方向由右手定则判断,A、B两者选其一.R上的热量用有效值计算,做匀速圆周运动的水平切割速度为v0cosωt,由此判断出导体产生的电流是余弦交流电,所以有效值为最大值的0.707,这样由焦耳定律就能求出热量.电量的计算用平均值方法求得为 ,这样D选项就很容易判断.
二、解答题
9.(2017·山南模拟)某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律,它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门,然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球,下落中小球球心经过两光电门的细光束,光电门显示的遮光时间分别为t1、t2.
(1)为验证机械能守恒定律,它还必须测出的物理量有
A.小球的质量m
B.小球的直径D
C.两光电门中心的距离L
D.小球在两光电门中心间运动的时间△t
(2)为验证机械能守恒定律,需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量△Ep与小球增加的动能△EK是否相等,若运用所测物理量及相关常量表示,则△Ep=   ;△EK=   .
(3)为减小实验误差,对选择小球的要求是   .
【答案】(1)B;C
(2)mgL;
(3)质量较大,直径较小,外表光滑
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解:(1)若想验证小球的机械能守恒,需测量的物理量有:两光电门间的高度,及两光电门点的瞬时速度,根据平均速度等于瞬时速度,则需要测量球的直径,从而求得球通过两光电门的瞬时速度,而对于质量,等式两边可能约去,而在两光电门中心间运动的时间是通过仪器读出,不需要测量,故BC正确,AD错误;(2)重力势能的减少量:△Ep=mgL,
利用匀变速直线运动的推论得动能的增量为:△Ek= mv22﹣ mv = ;(3)当阻力越小时,则实验误差越小,因此要选择质量较大,直径较小,外表光滑的小球;
故答案:(1)BC;(2)mgL, ;(3)质量较大,直径较小,外表光滑.
【分析】(1)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度,因此需要知道两光电门长度,及小球的直径,再根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式;(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度,然后根据动能、势能的定义进一步求得动能、势能的变化量;(3)选取质量较大,体积较小,则受到阻力较小.
10.(2017·山南模拟)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~0.6A,内阻r=0.3Ω
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器1:0~10Ω,2A
G.滑动变阻器2:0~100Ω,1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择   ,电压表选择   ,滑动变阻器选择   .
(2)实验电路图应选择如图中的   (填“甲”或“乙”);
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U﹣I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=   V,内电阻r=   Ω.
【答案】(1)B;D;F
(2)甲
(3)1.50;0.7
【知识点】电磁学实验;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解:(1)干电池的电动势约为1.5V,故为了读数准确,电压表应选择D.内阻较小,为了准确测量内阻,选择已知内阻的电流表B; 滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F.(2)根据以上分析可知,电流表与电池串联,将电流表内阻等效为电源内阻,故电路图选择甲;(3)由U﹣I图可知,电源的电动势E=1.50V;
内电阻r+RA= ﹣RA= ﹣0.3=0.7Ω
故答案为:①B,D,F;②甲;③1.50,0.7.
【分析】(1)实验中要能保证安全和准确性选择电表;(2)本实验应采用电阻箱和电压表联合测量,由实验原理可得出电路原理图;(3)由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式,由数学关系可得出电动势和内电阻.
11.(2017·山南模拟)如图所示,QB段是半径为R=1m的光滑圆弧轨道,AQ段是长度为L=1m的粗糙水平轨道,两轨道相切于Q点,Q在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内.物块P的质量m=1kg(可视为质点),P与AQ间的动摩擦因数μ=0.1,若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道,到C点又返回A点时恰好静止.(取g=10m/s2)求:
(1)v0的大小;
(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力.
【答案】(1)解:物块P从A到C又返回A的过程中,由动能定理得:﹣μmg 2L=0﹣ mv02
代入数据解得:v0= =2m/s
(2)解:设物块P第一次刚通过Q点时的速度为v,在Q点轨道对P的支持力为FN,
由动能定理可得:﹣μmgL= mv2﹣ mv02
由牛顿第二定律得:FN﹣mg=m
代入数据联立解得:FN=12N
由牛顿第三定律可知,物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力大小为12N,方向竖直向下
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)在整个过程中由动能定理求的;(2)由动能定理求出到达Q点的速度,再由牛顿第二定律求的作用力;
12.(2017·山南模拟)如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、场区宽度为L.在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B未知,圆形磁场区域半径为r.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力可忽略不计.求:
(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间.
【答案】(1)解:设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理有
qEL= mv2
解得:
(2)解:粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动,设其半径为R,因洛仑兹力提供向心力,
所以有qvB=
由几何关系得
所以
(3)解:设粒子在电场中加速的时间为t1,在磁场中偏转的时间为t2
粒子在电场中运动的时间t1= =
粒子在磁场中做匀速圆周运动,其周期为
由于∠MON=120°,所以∠MO'N=60°
故粒子在磁场中运动时间 t2=
所以粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间t=t1+t2= + = .
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】(1)设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理即可求解;(2)根据洛仑兹力提供向心力及几何关系即可求解;(3)粒子在电场中做匀加速,在磁场中做圆周运动,根据匀加速直线运动时间位移公式和圆周运动的周期公式即可解题.
13.(2017·山南模拟)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其P﹣T图象如图所示.下列判断正确的是(  )
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D.a,b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
【答案】A,D,E
【知识点】热力学第一定律(能量守恒定律);理想气体的实验规律
【解析】【解答】解:A、由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A正确;
B、由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律△U=Q+W可知,气体吸热,故B错误;
C、由图象可知,ca过程气体压强不变,温度降低,由盖吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W>0,气体温度降低,内能减少,△U<0,由热力学第一定律可知,气体要放出热量,过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C错误;
D、由图象可知,a状态温度最低,分子平均动能最小,故D正确;
E、由图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故E正确;
故选:ADE.
【分析】由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体积如何变化,然后应用热力学第一定律答题.
14.(2017·山南模拟)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动.开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T0,现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了 ,若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积.已知外界大气的压强始终保持不变、重力加速度大小为g.
【答案】解:设大气与活塞对气体的总压强为p,活塞横截面积为S,
气体末状态的压强p′=p+ ,体积V′=(h﹣ h)S= Sh,
由玻意耳定律得:pV=p′V′,
即:pSh=(p+ ) Sh…①
由①式得 = p…②
外界的温度变为T后,设活塞下表面相对于气缸底部的高度为h′,根据盖﹣吕萨克定律,得;
…③
解得h′= …④
气体最后的体积为V=h′S…⑤
联立②④⑤可得V=
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】气体先发生等温变化,然后再发生等压变化,由玻意耳定律与盖吕萨克定律求出气体的体积.
15.(2017·山南模拟)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是(  )
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
E.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄
【答案】C,D,E
【知识点】光的全反射;光的双缝干涉
【解析】【解答】解:A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象.故A错误.
B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象.故B错误.
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象.故C正确.
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象.故D正确.
E、光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,由于波长变长,根据公式△x= λ,则干涉条纹间距变宽,故E正确;
故选:CDE.
【分析】光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,根据光的特性判断现象在应用中是否正确;光的双缝干涉实验中,则干涉条纹间距随着波长越长而变宽.
16.(2017·山南模拟)图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线.经0.2s后,其波形如图中虚线所示.设该波的周期T大于0.2s,求:
(1)由图中读出波的振幅和波长;
(2)如果波向右传播,波速是多大?波的周期是多大?
【答案】(1)解:由图可知,振幅:A=10cm;波长:λ=0.24m
(2)解:波向右传播,传播距离为18m,故波速为:
v= = m/s=0.9m/s
波在一个周期内匀速平移一倍的波长,故: T=t
故周期:T= t= ×0.2s= s≈0.27s
【知识点】横波的图象
【解析】【分析】(1)振幅为偏离平衡位置的最大距离,波长为相邻两个波峰的间距;(2)该波的周期T大于0.2s,故波0.2内传播的距离小于一倍波长,由图象得到波形平移的距离,根据v= 求解波速;

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